[发明专利]一种三维基元数据的提取方法及装置、存储介质

权利要求书

1.一种三维基元数据的提取方法，其特征在于，包括：

获取目标物体的三维点云数据；所述三维点云数据包括所述目标物体的表面上各特征点的坐标和对应的法向量；

根据所述三维点云数据对所述目标物体进行特征描述，并通过投票计数统计得到所述目标物体的特征数据和初始几何信息；所述初始几何信息用于表征所述目标物体的几何基元；

根据所述特征数据到达所述几何基元的距离对所述特征数据进行局部优化，得到所述目标物体的局部优化数据；

建立针对所述几何基元的目标函数，利用所述目标函数对所述局部优化数据进行迭代更新，得到所述目标物体的三维基元数据和结果几何信息。

2.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述根据所述三维点云数据对所述目标物体进行特征描述，并通过投票计数统计得到所述目标物体的特征数据和初始几何信息，包括：

采用体素栅格对所述三维点云数据进行离散化处理，得到离散数据；

根据所述离散数据形成所述目标物体上每两个特征点的特征点对，并计算对应的特征描述子；将具有相同或相似特征描述子的特征点对划分为一个组且存入同一个哈希表内，计算获得每一个哈希表的键值，并且建立键值和哈希表内所存储的特征点对之间的映射关系；

根据各哈希表的键值进行投票计数，统计得到不同投票得分的键值对应的特征点对，并将特征点对中的各特征点的坐标作为所述目标物体的特征数据；

依据相同键值对应的特征点对确定所述目标物体的初始几何信息。

3.如权利要求2所述的提取方法，其特征在于，所述根据各哈希表的键值进行投票计数，统计得到不同投票得分的键值对应的特征点对，并将特征点对中的各特征点的坐标作为所述目标物体的特征数据，包括：

对于每个哈希表内的特征点对，该特征点对的特征描述子用公式表示为所述特征描述子内的全部或部分参数用于计算该哈希表的键值；其中，F₁为特征点对内两特征点的距离，F₂为特征点对内一个特征点的法向量和两特征点连线的夹角，F₃为特征点对内另一个特征点的法向量和两特征点连线的夹角，F₄为特征点对内两特征点的法向量夹角；

对具有相同键值的特征点对的数目进行投票计数，获得各个哈希表的键值的投票得分，不同投票得分的键值对应的特征点对中的各特征点的坐标和法向量作为所述目标物体的特征数据。

4.如权利要求3所述的提取方法，其特征在于，所述依据相同键值对应的特征点对确定所述目标物体的初始几何信息，包括：

获得相同键值对应的特征点对内特征点的坐标，通过坐标分布确定所述目标物体的几何基元；

对于平面类型的几何基元，所述目标物体的初始几何信息用公式表示为[a,b,c,d][x,y,z,1]^T＝0；其中，a,b,c,d为平面几何参数；

对于球类型的几何基元，所述目标物体的初始几何信息用公式表示为(x-x₀)²+(y-y₀)²+(z-z₀)²＝R²；其中，x₀,y₀,z₀,R为球几何参数；

对于圆柱类型的几何基元，所述目标物体的初始几何信息用公式表示为

其中，t,s,h为圆柱几何参数，n_x、n_y、n_z为点(x,y,z)的法向量分别在三个坐标轴上的法向分量。